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插件介紹：這是一個任意鋪層角度的ud層合板纖維尺度建模插件，可以層合板的尺寸大小、纖維半徑，以及每一層的樹脂含量。纖維采用隨機分布，纖維與樹脂分為兩個部件。

此外，碳纖維復合材料是一種具有宏-微觀特征的多相材料，而 這些理論沒有考慮到由纖維和基體不同力學性能引起的局部應力差異的特征 。在鉆孔有限元模型中， 需要特別考慮復合材料層合板在厚度方向上的應力和應變，這些在宏觀力學理論是缺乏的 。如果采用CERPs有限元模型的微尺度建模方法，就需要高性能的工作站以提供高的計算能力和效率。

Digimat 是由 e-Xstream engineering（現歸屬 Hexagon Manufacturing Intelligence）開發的專業復合材料多尺度建模與仿真平臺。它采用獨特的多尺度方法學框架，實現了從微觀纖維 / 基體界面到宏觀結構性能的跨尺度預測。其強大功能體現在多個方面。

軟件概述與技術架構Digimat是由e-Xstream engineering（現歸屬Hexagon Manufacturing Intelligence）開發的專業復合材料多尺度建模與仿真平臺。作為當前復合材料仿真領域的標桿軟件，Digimat采用獨特的多尺度方法學框架，實現了從微觀纖維/基體界面到宏觀結構性能的跨尺度預測。

論文中建立的二維纖維增強混凝土模型包含粗骨料、砂漿、纖維、骨料與砂漿的界面過渡區、纖維與砂漿的界面過渡區在內的多相材料，且混凝土砂漿中包含隨機分布的孔隙。

由于換熱器對熱量交換效率的要求，換熱器從流體進口到交換區再到出口的尺度變化較大，圖一展示了一個常見換熱器的尺寸變化。在這種情況下，如果對換熱器進行全計算流體力學（CFD）仿真，需要較大網格量才能保證網格質量，這就使得CFD仿真變得復雜和昂貴。為了節約計算成本且保證計算準確度，本案例提出了不同尺度區域分開建模再耦合的方法進行CFD仿真，分區如圖2所示。

因此，在透鏡系統中整合超透鏡（metalenses）或其他平面透鏡，與傳統透鏡曲面及其他光學元件結合，會形成一個多尺度系統（multiscale system）。這就需要一種跨尺度的光學建模方法，通常稱為多尺度光學仿真（multiscale optical simulation）。簡單來說，必須強調的是：多尺度仿真無法僅通過數據接口將多個光學軟件工具連接在一起實現。

使用基于機器學習的多尺度求解器，對筆記本蓋板開展跌落測試仿真，這種新的仿真工作流程能捕獲制造流程對結構性能的影響，因此它對想優化注塑成型設計的工程師有很大幫助，比如修改注塑成型的澆口位置溫度或壓力。在優化材料選擇方面，由于這是一種多尺度方法，可以為復合材料的基體選擇不同的材料，例如在虛擬數值分析中選擇不同的熱塑性塑料，不同的纖維如玻璃纖維或碳纖維。

使用基于機器學習的多尺度求解器，對筆記本蓋板開展跌落測試仿真，這種新的仿真工作流程能捕獲制造流程對結構性能的影響，因此它對想優化注塑成型設計的工程師有很大幫助，比如修改注塑成型的澆口位置溫度或壓力。在優化材料選擇方面，由于這是一種多尺度方法，可以為復合材料的基體選擇不同的材料，例如在虛擬數值分析中選擇不同的熱塑性塑料，不同的纖維如玻璃纖維或碳纖維。

一、主要研究方向碳纖維復合材料的研究主要分為材料設計、力學性能分析、制造工藝與結構仿真、失效與壽命預測四大類： 研究方向 主要內容 1.復合材料微觀建模 單纖維-樹脂界面模型、纖維分布統計模型、多尺度本構關系；研究纖維、界面和基體的耦合機理。

海克斯康工業軟件Digimat復合材料多尺度分析建模平臺能夠幫助用戶完成多種復合材料復雜工程分析，強度非線性失效分析、蠕變、疲勞、沖擊（考慮應變率效應）、NVH（頻率依賴）等，支持的復合材料類型包括：連續纖維（CFRP）、長&短纖維（SFRP）、纖維編織、針刺、晶須、顆粒、片層等增強相和包括樹脂基、金屬基、碳碳和陶瓷基在內的多類基體材料。

圖3 微觀尺度碳纖維壓縮破壞機理由于較長孔隙的存在，在較低的應力水平下，這些較大晶粒的屈曲更容易發生在無支撐區域，導致隨著負載的增加而破壞。相比之下，芯部區域多為無序和無定形結構，由更小的孔和更小的微晶組成。這種無序區域和較小的微晶可以在破壞前抵抗更高的壓縮載荷，并有更大的能力通過裂紋擴展耗散能量。 文章來源：碳纖維及其復合材料技術

三軸移動平臺可對噴嘴的移動路徑進行自由編輯，使得制備的取向纖維氈不僅僅局限于單向取向，從而提供更多個性化的取向方向選擇，以滿足不同性能對取向方向的需求。

這種全尺度覆蓋能力，使得仿真結果能夠真正反映材料的真實性能，避免了傳統宏觀等效模型帶來的精度偏差。筆者曾參與某航空復合材料項目驗證，該平臺對碳纖維環氧復合材料層合板的剛度預測誤差控制在8%以內，遠超行業平均水平。其次，高效建模流程與降階技術大幅降低研發成本。

陳靜等[3]的研究表明，結構優化后的碳纖維材料電池箱在質量減少的同時，提高了剛度和模態頻率；陳偉[4]將碳纖維材料引入汽車B柱支撐板，在確保碰撞性能的情況下減重55%。商業領域中，碳纖維材料已經大量應用在寶馬、奧迪等量產車型的車身結構中[5]；薛嬌[6]基于傳統金屬材料的汽車B柱，使用等代設計的方法將原有的金屬材料替換成碳纖維復合材料，并在有限元軟件中進行仿真分析。